貴溪冶煉廠硫酸尾氣脫硫?qū)嵺`

胡滔

(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

貴溪冶煉廠硫酸尾氣脫硫?qū)嵺`

胡滔

(江西銅業(yè)集團公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

根據(jù)國家節(jié)能減排的規(guī)劃要求，貴溪冶煉廠硫酸車間采用活性焦干法煙氣脫硫裝置對尾氣進行處理，產(chǎn)生的副產(chǎn)品能有效利用和完全處置。本文主要介紹活性焦干法脫硫工藝特點，裝置運行中存在的主要問題及改進措施。

活性焦;煙氣制酸;尾氣脫硫;改進實踐

1 概述

江西銅業(yè)集團貴溪冶煉廠經(jīng)過多次技術(shù)改造，硫酸產(chǎn)能由最初設計規(guī)模340Kt/a，到目前1700Kt/ a。為了實現(xiàn)工廠增產(chǎn)不增污的目標，繼貴冶新30萬t銅冶煉工程活性焦尾氣脫硫裝置投入使用后，2009年硫酸一系統(tǒng)再建了一套活性焦尾氣脫硫裝置，設計煙氣處理量18萬Nm3/h，2010年2月份建成投入運行。針對貴冶第一套脫硫裝置運行過程中存在的一些問題，本次設計進行了完善改進，其中包括物料輸送系統(tǒng)、再生系統(tǒng)溫度控制等。整套裝置工藝流程趨于合理，設備運行更加安全穩(wěn)定。

2 活性焦脫硫原理

活性焦煙氣脫硫是利用具有比表面積大的微孔活性焦對煙氣中的SO2進行選擇性吸附，吸附態(tài)的SO2在煙氣和水蒸氣存在的條件下被氧化為H2SO4并被存儲在活性焦微孔內(nèi)。吸附SO2后的活性焦被帶入再生系統(tǒng)，在高溫加熱下，活性焦中吸附的H2SO4與活性焦發(fā)生反應，還原為SO2氣體，活性焦微孔表面恢復吸附性能，循環(huán)使用?；钚越沟募訜嵩偕磻喈斢趯钚越惯M行再次活化。隨著活性焦與H2SO4的化學反應，比表面積得到增加，活性焦的脫硫效果會有進一步提高［1］。

3 脫硫裝置工藝流程及優(yōu)點

3.1 脫硫工藝流程

整個裝置主要由3塔2機1倉構(gòu)成，三塔分別為增濕塔、脫硫塔、再生塔，兩機為兩臺鏈斗提升機，一倉則為料倉。根據(jù)硫酸尾氣具有水份含量少、雜質(zhì)含量低的特點，煙氣進入脫硫塔前經(jīng)過增濕塔提高煙氣中水含量，增加煙氣濕度，確?；钚越钩浞值膶O2進行吸附(見反應方程式1)。

每個脫硫塔由2個吸附層、1個布氣室、2個集氣室組成。煙氣由脫硫塔底部進入進氣煙道進入脫硫塔，經(jīng)過布氣室橫向流入吸附層，活性焦自上向下靠重力緩慢移動，煙氣與活性焦錯流接觸，煙氣中絕大部分粉塵及SO2被活性焦吸附，凈化后的煙氣通過集氣室排入尾氣煙囪。吸附SO2后的活性焦進入再生塔，在高溫下發(fā)生反應(見反應方程式2)，生成SO2氣體回收利用，活性焦進入下個吸附再生循環(huán)過程［2－3］。系統(tǒng)內(nèi)活性焦物料循環(huán)由2臺LD鏈斗機輸送完成，脫硫裝置流程如圖1。再生塔由電加熱器提供熱能，為防止再生塔內(nèi)換熱器磨損漏氣造成活性焦自燃，再生系統(tǒng)使用氮氣作為換熱介質(zhì)。系統(tǒng)運行過程中活性焦損耗部分由料倉自動補充。

圖1 脫硫裝置流程圖

3.2 優(yōu)點

活性焦脫硫裝置運行由DCS控制，自動化程度高，設計處理最高SO2濃度達1500mg/Nm3的含塵煙氣，適用范圍廣泛，運行過程中不產(chǎn)生二次污染［4］，整套裝置的工藝流程有以下優(yōu)點:

(1)脫硫塔與再生塔為平行設計，降低了整套裝置的高度，減少了工程造價，且有利于各塔間的壓力控制。

(2)活性焦進入再生塔前進行篩分，減少了再生塔內(nèi)再生氣的含塵量，再生氣風機葉輪結(jié)垢減少，再生氣管道不易堵塞。

(3)脫硫裝置活性焦損耗部分根據(jù)脫硫塔料位情況，由料倉自動補充進脫硫塔，系統(tǒng)需要檢修，料倉可作為備用倉使用。一倉兩用，減少了設備占地面積。

(4)換熱氮氣補充采用自動控制，換熱風機入口壓力與電加熱器聯(lián)鎖，防止換熱系統(tǒng)內(nèi)壓力過低，造成活性焦超溫，為系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供了安全保障。

(5)再生塔底部下料段采用氣封裝置，再生段氣體抽除及時，提高了再生效率，再生塔下料段溫度得到有效控制，設備運行安全可靠［5－6］。

3.3 工藝參數(shù)

表1 活性焦循環(huán)量表

表2 脫硫裝置設計指標表

表3 硫酸尾氣數(shù)據(jù)表

4 活性焦脫硫裝置運行情況及存在問題

活性焦尾氣脫硫裝置運行5個月，總體情況良好。脫硫塔共兩個，采用并聯(lián)設計，氣體分布合理，再生塔下料量使用用變頻器裝置調(diào)節(jié)，有效的平衡了各塔之間的料位狀況。調(diào)試過程中脫硫效率逐步提高，經(jīng)過多次改造，裝置中存在的一些問題得到了較好的解決，為進一步提高裝置的作業(yè)率及脫硫效率提供了保障。

裝置在運行過程中暴露出一些問題，存在的主要問題如下:

(1)裝置添加活性焦過程中，物料循環(huán)時下料器及下料管道堵塞頻繁，對故障設備拆開檢查未發(fā)現(xiàn)固體雜質(zhì)。

(2)脫硫塔及再生塔下料過程中，部分活性焦掉入鏈斗機下部進入集灰坑，部分集灰坑堆積大量活性焦，脫硫塔經(jīng)常同時出現(xiàn)低料位報警，需要及時補充活性焦，物料損耗較多。

(3)運行初期，再生系統(tǒng)內(nèi)多個溫度點達不到設計值，再生塔中部溫度正?？刂圃?50℃，再生氣出口溫度240℃，一段時間后，再生塔中部溫度逐步下降到300℃左右，再生塔達不到解吸溫度，活性焦基本上沒有進行再生反應，再生氣溫度從200℃下降至150℃，再生管道內(nèi)產(chǎn)生了大量的稀酸，部分管道連接處腐蝕，管道內(nèi)產(chǎn)生了大量的硫酸鹽，導淋管堵塞。再生塔下料段伴有滴水現(xiàn)象，再生塔底部結(jié)垢。運行初期再生塔溫度數(shù)據(jù)變化見表4。

表4 再生塔溫度數(shù)據(jù)

(4)料倉加料時，除鐵器振動較大，排鐵出口有大量活性焦及粉塵出現(xiàn)。

(5)再生塔下部活性焦循環(huán)量小，部分活性焦在卸料器間循環(huán)，造成卸料器故障不動作。

5 原因分析及改進措施

(1)裝置活性焦添加正值雨季，部分活性焦含水量大，在物料循環(huán)過程中，產(chǎn)生的粉塵粘結(jié)在下料處。硫酸尾氣含水量少，尾氣內(nèi)水含量處于不飽和狀態(tài)，具有吸水性能。新添加的活性焦用尾氣干燥后，再進行循環(huán)，保證了物料循環(huán)系統(tǒng)的正常運行。

(2)脫硫塔及再生塔下料口與鏈斗機有一段的高度差，物料下落過程中速度比較快，在進入鏈斗時，活性焦處于不規(guī)則狀態(tài)，部分活性焦在與鏈斗的直接碰撞過程中，散落在斗子外部。鏈斗機與下料口之間角度為90度，物料下落速度快，活性焦未經(jīng)過緩沖之間碰撞，通過減少鏈斗與活性焦下料口之間的角度，活性焦進鏈斗前增設緩沖區(qū)，在相同的物料循環(huán)量時，活性焦損耗大幅度減少。

(3)再生塔中部溫度達到設計值后又出現(xiàn)下降，通過再開啟一臺備用電加熱器后，溫度出現(xiàn)略微上升，再生氣溫度未出現(xiàn)變化，再生氣溫度與再生塔中部溫度關(guān)聯(lián)緊密，但在再生塔中部溫度300℃時，再生氣溫度應處于190℃左右。因此再生氣溫度低與再生塔中部溫度低無直接關(guān)系，再生塔底部有滴水狀況及再生氣管道有大量稀酸產(chǎn)生，說明再生塔再生段有較多的水蒸汽產(chǎn)生，綜合脫硫塔進口煙道溫度變化，硫酸尾氣進入脫硫塔增濕不均勻，造成部分活性焦含水量過大，在再生塔內(nèi)產(chǎn)生絕熱蒸發(fā)，再生塔中部熱量轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵鉂摕幔虼嗽偕胁繙囟瘸霈F(xiàn)下降，由于再生氣管道內(nèi)水蒸氣處于飽和狀態(tài)，再生氣出口溫度無法提高，再生塔底部為排料段，溫度較低，水蒸氣從300℃下降到130℃時，出現(xiàn)過飽和，部分蒸汽形成了液態(tài)水。對尾氣增濕工藝進行調(diào)整后，各個溫度點均達到設計值，再生塔下料段未出現(xiàn)滴水現(xiàn)象，再生塔底部未出現(xiàn)結(jié)垢，再生氣出口管道腐蝕問題得到了解決。工藝調(diào)整后再生塔溫度數(shù)據(jù)變化見表5。

表5 再生塔溫度數(shù)據(jù)

(4)料倉除鐵器上部下料板安裝角度偏小，拆開檢查，加料時活性焦部分活性焦直接進入到除鐵器磁性段，更改下料板角度，解決了排鐵口出料的問題。

(5)再生塔底部下料器下料量大，進鏈斗機的下料口出料量小，部分活性焦滯留在下料器與出料口之間。下料器在長時間與活性焦接觸中，產(chǎn)生的粉塵不容易帶走，在卸料器內(nèi)表面結(jié)垢，造成下料器不動作。通過增加下料口尺寸，加大下料量，下料器故障率降為零。

6 結(jié)論

活性焦尾氣脫硫裝置運行半年，脫硫后尾氣SO2濃度基本穩(wěn)定維持在300mg/Nm3以下，達到了國家對工廠環(huán)保的要求。在今后的生產(chǎn)實踐中我們將進一步探索提高脫硫效率的途徑，以進一步降低尾氣排放SO2濃度與總量，為節(jié)能減排工作做出應有貢獻。

［1］郭東明.脫硫工程技術(shù)與設備［M］.化學工業(yè)出版社，2007.

［2］曾艷，張鵬，劉靜.節(jié)水型可資源化活性焦煙氣脫硫技術(shù)［J］.電力設備，2007，8(8):10－13.

［3］劉靜，翟尚鵬，岑祖望，江宏衛(wèi).活性焦吸附法硫酸尾氣脫硫裝置的設計與運行［J］.硫酸工業(yè)，2010，(3):28－31.

［4］楊毅，岑祖望.可資源化活性焦煙氣脫硫技術(shù)簡介［J］.硫酸工業(yè)，2007，(1):46－49.

［5］翟尚鵬，劉靜，楊三可，曾艷，肖友國.活性焦煙氣凈化技術(shù)及其在我國的應用前景［J］.化工環(huán)保，2006，26(3):204－208.

［6］楊輝華.活性焦脫硫技術(shù)在江銅新30萬t冶煉工程的應用［J］.江西冶金，2007，27(5):16－18.

Practice of Desulphurization of Sulfuric Acid Tail Gas at Guixi Smelter

HU Tao

(JCC Guixi Smelter，Guixi，Jiangxi，China 335424)

According to the requirements of national energy reduction program，sulfuric acid plant of Guixi smelter uses active coke desulphurization to treat the tail gas，and then the by－product can be utilized effectively and treated completely.This article mainly introduces the characteristics of active coke desulphurization of tail gas，the main problems existed in the application and the improving measures.

active coke;acid made by offgas;desulphurization of tail gas;improving measures

X70.3

B

1009－3842(2011)04－0031－03

2011－01－12

胡滔(1981－)，男，漢族，江西鄱陽人，研究方向為冶煉煙氣制酸及廢酸廢水處理，E－mail:hutao219@163.com